第二节 熔化和凝固

教学目标

一、知识目标

1. 理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态 .

2. 了解物质的固态和液态之间是可以转化的 .

3. 了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别 .

4. 了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义 .

二、能力目标

1. 通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力 .

2. 通过探究固体熔化时温度变化的规律，感知发生状态变化的条件 . 培养学生的实验能力和分析概括能力 .

3. 通过探究活动，培养学生认识图像、利用图像的能力 .

三、德育目标

1. 通过教学活动，激发学生对自然现象的关心，产生乐于探索自然现象的情感 .

2. 通过实验培养学生善于实践和勇于克服困难的良好意志和品质 .

教学重点

通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力，实验能力和分析概括能力 .

教学难点

指导学生通过对实验的观察，分析概括，总结出固体熔化时温度变化的规律，并用 图象 表示出来 .

教学方法

观察法、实验法、分析法、讨论法

教学用具

酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、投影仪

课时安排

1 课时

教学过程

一、创设情境，提出问题，导入新课

［师］春天来了，河面上的冰开始熔化成水 . 炎炎的夏天，洒在地上的水干了，变成看不见的水蒸气，跑得无影无踪 . 想了解这是为什么吗？我们从这节课开始学习 . 在你们小学《自然常识》中学过自然界的物质，还记得吗？

［生甲］自然界的物质常以固态、液态和气态三种形态存在着 .

［生乙］冰是固体，水是液体，水蒸气是气体

［生丙］物质的状态不是一成不变的 . 当物体温度发生变化时，物质的状态也往往发生改变 .

［师］大家回答地很好 . 确实是随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化 . 通常是固态的铝、铜、铁等金属，在很高的温度时也会变成液态、气态；通常是气态的氧气、氮气、氢气等，在温度很低时也会变成液态、固态 . 那么，水结成冰和冰熔化成水属于什么过程？

［生甲］物质从固态变成液态的过程叫做熔化（ melting ） .

［生乙］冰熔化成水属熔化过程

［生丙］物质从液态变成固态的过程叫做凝固（ solidification ） .

［生丁］水结成冰是凝固过程 .

［师］我们这节课就来研究物质的熔化和凝固与什么因素有关系，有什么样的变化规律 .

1. 熔化和凝固（板书）

物质从固态变成液态的过程叫做熔化（ melting ），从液态变成固态的过程叫做凝固（ solidification ） .

［探究］固体熔化时温度的变化规律

［师］不同物质在由固态变成液态的熔化过程中，温度的变化规律相同吗？

［生甲］应该不相同 .

［生乙］固态的铝、铜、铁等金属，在很高的温度时才会变成液态 . 冰熔化成水不用很高的温度 .

［生丙］不管在很高温度还是不太高的温度时变成液体，是不是都需要 给物质 加热？

［生丁］熔化过程中一定要加热，所以物质一定要吸收热量

［生戊］熔化过程中 给物质 加热，这时温度是不断上升，还是不变？

［师］现在提出了固体熔化时温度是怎样变化的问题，大家相互讨论，利用桌子上的仪器通过探究实验来解决 . 先制订计划和方案 .

［方案 一 ］

播放动画：海波的熔化

把装有一些海波的试管放在盛水的烧杯里，用酒精灯通过烧杯和水给海波均匀、缓慢地加热，并搅拌 . 注意观察温度计读数和海波的状态变化，当温度达到 40 ℃ 时，每隔 1 min 记录一次温度，在海波完全熔化后再记录 4~5 次 . 填入表中 .

［方案二］把石蜡放在试管里再放入盛水的烧杯里，用酒精灯通过烧杯给石蜡均匀、缓慢地加热，注意观察温度计读数和石蜡的状态变化 . 当温度达到 40 ℃ 时，每隔 1 min 记录一次温度，在石蜡完全熔化后再记录 4~5 次 . 填入表中 .

［师］这两个方案都很好，且可行 . 我们可按照这两个方案来做实验 . 我们先看挂图 . 注意酒精灯的使用方法 .

学生看完后，宣布开始分组实验，教师巡视，随时指导、帮助学生解决问题 .

［师］请同学们根据海波和石蜡加热过程中温度随时间变化的情况，并结合自己实验分析一下，海波和石蜡熔化过程有什么特点？从中可以找出什么规律？

［生甲］给海波加热，海波温度不断升高，当温度上升到 48 ℃ ，时，开始熔化，在熔化过程中虽然还在继续加热，但海波的温度却保持 48 ℃ 不变，直到完全熔化后温度才继续上升 .

［生乙］在给石蜡加热，石蜡先变软，然后逐渐变成液态，在整个熔化过程中，石蜡的温度不断上升

［生丙］从我们组对海波熔化实验现象的分析讨论，认为这个现象表明，海波在一定温度下熔化，在熔化过程中吸收热量，温度保持不变 .

［生丁］我们组对石蜡熔化实验的现象进行分析讨论，认为这个现象表明，石蜡没有一定的熔化温度 . 在熔化过程中吸收热量 .

［师］同学们回答地很好，实验观察很仔细，每组同学都团结协作，讨论也很激烈 . 我很高兴，看来大家对学物理很感兴趣 . 现在我们打开课本，看图 4.2 — 2 和图 4.2 — 3 ；方格纸上纵轴表示温度，温度数值已经标出；横轴表示时间，请自己写上，根据你们的实验数据，在表中各个时刻的温度在方格纸上描点，然后将这些点用平滑曲线连接，便得到熔化时温度随时间变化的 图象 .

［学生们画图，教师巡回指导］

［师］同学们根据你对实验数据的整理和分析，总结海波和石蜡在熔化前、熔化中和熔化后三个阶段的温度特点 .

［生甲］海波在熔化前温度升高，在熔化中温度不变，在熔化后温度继续上升 .

［生乙］石蜡在熔化前、熔化中、熔化后三个阶段的温度都在上升 .

［师］现在我们回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？相互讨论你们进行论证的根据充分吗？实验结果可靠吗？并与同学们进行交流 . 看看你们的结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，怎样解释？写出实验报告 .

学生们相互讨论、教师巡回指导 .

［师］从海波和石蜡的熔化实验，我们还能总结出什么？

［生甲］有些固体在熔化过程中尽管不断吸热，温度却保持不变，这类固体有确定的熔化温度，叫做晶体（ crystal ） .

［生乙］有些固体在熔化过程中，只要不断地吸热，温度就不断地上升，没有固定的熔化温度，这类固体叫做非晶体（ noncrystal ） .

［生丙］晶体熔化时的温度叫做熔点（ melting point ）

［生丁］晶体有熔点、非晶体没有熔点 .

［师］晶体除熔化时有一定温度，在晶体凝固时也有一定温度，这个温度叫做凝固点 . 同一种物质的凝固点和它的熔点相同 . 非晶体没有凝固点 .

2. 熔点和凝固点（板书）

（ 1 ）熔点——晶体熔化时，有一定熔化温度叫做熔点 .

（ 2 ）凝固点——晶体凝固时，有一定凝固温度叫做凝固点 .

［生甲］晶体的熔点一般是不同的 知道熔点和凝固点有什么用？

［师］那你们想想：“为什么灯泡内的灯丝要用钨丝？”“水银能用来做寒暑表中的液体吗？”

［生甲］钨的熔点为 3410 ℃ ，用来做灯丝，不容易烧断 .

［生乙］水银不能用来做寒暑表中的液体，它的凝固点为 -39 ℃ ，太低 .

［想想议议］

［生甲］ AB 段为固态，温度不断升高 .

［生乙］ B 时刻为固态， C 时刻全部变为液态， BC 段 为固液共存 态，吸收热量，温度不变 .

［生丁］ CD 段为液态，温度升高

［生戊］ EF 段为液态，温度下降

［生己］ F 时刻晶体开始凝固，到 G 时刻全部变为固态， FG 之间 是固液共存 态、温度不变 .

［生庚］ GH 为固态，温度随时间下降 .

［生辛］黑龙江省北部最低气温曾经到过 -52.3 ℃ ，这时不能使用水银温度计，可用酒精温度计

［师］回忆海波的熔化实验过程和温度变化，看看还能找到什么规律

［生甲］在海波的熔化实验和石蜡熔化实验中，无论温度是否改变都需要加热 .

［生乙］在凝固过程温度不变，却继续放热 .

［生丙］这说明晶体和非晶体在熔化过程中要吸热

［生丁］晶体和非晶体在凝固过程中要放热 .

［师］北方的冬天，菜窖里放几桶水，可利用水结冰时放的热使窑内的温度不会太低， 菜不会 冻坏 .

3. 熔化吸热 凝固放热（板书）

二、小结

本节课我们学了熔化和凝固，通过对固体熔化时温度的变化规律的探究 . 我们知道了晶体有熔点和凝固点，非晶体没有熔点和凝固点 同种晶体熔点和凝固点相同 . 熔化要吸热，凝固要放热 .

三、布置作业

四、板书设计

1. 熔化和凝固

熔化——物体从固态变成液态叫熔化

凝固——物体从液态变成固态叫凝固

2. 熔点和凝固点

熔点——晶体熔化时，有一定熔化温度，叫做熔点 .

凝固点——晶体凝固时，有一定凝固温度，叫做凝固点 .

3. 熔化吸热，凝固放热